Mélyfúrási geofizika Balázs László

szénhidrogénkészlet (un. OIP: Oil in place vagy GIP: Gas in place adatok) az alábbi kőzetjellemzők (porozitás és
víztelítettség) térfogati integráljával fejezhetők ki:
(1.1.)
,
ahol:
B: a vizsgált fluidumra vonatkozó térfogati tényező,
C: mértékegységtől függő konstans.
Az integrálban szereplő kőzetjellemzők eloszlását a mélyfúrások közelében pontosabban, attól távolodva a nagyobb
bizonytalansággal tudják meghatározni, térképezni. A geológiai modell építését nagyban segíti a geofizikai
szelvények fúrások közötti korrelációja (1.6. ábra) is.
1.6. ábra. Fúrásokban végzett mélyfúrási geofizikai mérések és értelmezési eredmények alapján korrelált rétegek.
A fúrási műveletet követően megfelelően biztosítani kell a fúrólyuk falát, amelyet cementezéssel rögzített
béléscsőrendszer (casing) kialakításával érnek el. A béléscsövezést általában megelőzi a mélyfúrás-geofizikai
mérések sorozata (nyitott fúrólyuknál végzett mérések: open hole welllogging). A béléscső beillesztése után is
végezhetők mérések (cased hole well logging), azonban az acélcső árnyékoló hatása miatt korlátozott lehetőségekkel.
A béléscsövezés utáni mérések célja is lehet kőzettestek, rezervoárok vizsgálata, de inkább kútdiagnosztikai és a
termelés monitorozását célzó un. termelésgeofizikai (production well logging) mérések.
4
Bevezetés – a mélyfúrási geofizika a nyersanyagkutatás vertikumában
XML to PDF by RenderX XEP XSL-FO F ormatter, visit us at 
http://www.renderx.com/

---

2. fejezet - Fúrás és fúrási környezet
Fúrásokat kutatás és a termeléshez kapcsolódó célokkal mélyítenek. Sekély, mérnökgeofizikai céllal történő
méréseknél, akár fúrólyuk kialakítása nélkül un penetrációs technikával (Cone penetration) is lejuttathatjuk a
mérőeszközöket a mérendő rétegekig. A mérőeszközök ekkor egy speciálisan kiképzett hegyes végű acélrúdon
helyezkednek el.
A nagyobb mélységű fúrások esetében a leggyakrabban alkalmazott technika az un. rotary fúrás, amelynél a fúrószár
végén a forgó mozgást végző görgős fúrófej (bit) zúzza össze a kőzeteket (2.1. ábra). A törmeléket (cuttings)
általában a száron keresztül érkező speciális összetételű fúróiszap (drilling mud) szállítja a felszínre a száron kívüli
un. gyűrűstérben.
Ahogy mélyül a fúrás, a fúrótorony segítségével emelik be az újabb csőtoldást. A teljes fúró szerelvényt a csatlakozó
forgató rudazattal forgatják a speciálisan kialakított un. forgatóasztalnál. A befogás módja és a fúrószerelvény
felfüggesztése a forgatás mellett a fúrószerelvény lefelé haladását is lehetővé teszi. A szerelvényhez csatlakozik
az iszap folyamatos cirkulációját biztosító rendszer. A fúróiszap funkciója sokrétű. A furadék elszállítása mellett
hűti a fúrófejet és könnyíti a fúrást. Sűrűsége (ρ
m
) által meghatározott hidrosztatikai nyomása (
) ellensúlyozza
az átfúrt rétegek pórusnyomását és biztosítja a fúrás falának stabilitását. Ebben szerepe van további
adalékanyagoknak, melyek kialakítják az iszap un. tixotróp tulajdonságát, az áramlás mentes állapotban történő
„bedermedést”.
Általában a fúróiszap hidrosztatikus nyomása kismértékben nagyobb az átfúrt rétegek pórusnyomásánál. Így
permeábilis rétegeknél az iszap folyékonyabb frakciója (iszapfiltrátum) bejuthat a permeábilis kőzet pórusterébe.
Túlzottan nagy hidrosztatikus nyomásnál a kőzet hidraulikusan akár repedhet is, a pórusnyomásnál kisebb nyomásnál
viszont a pórustér kitöltő fluidum áramlik be a fúrólyukba, illetve megszűnhet a lyukfal stabilitása. Repedéses
zónáknál vagy alacsony nyomású formációknál iszapveszteség léphet fel.
A fúrás helyzetét koordinátáival adjuk meg, ferdített vagy vízszintes fúrás esetén a fúrás térbeli helyzetét,
trajektóriáját is rögzítik pl. a mért mélység függvényében megadott koordinátákkal vagy térszögekkel (azimut,
inklináció).
A fúrás esetén mélység referenciapontként – koordinátával és tengerszint feletti magassággal (eleváció) megadva
– egy felszíni pontot jelölnek meg (pl. forgató asztal, forgató rúd befogási hely un. kelly bush).
5
XML to PDF by RenderX XEP XSL-FO F ormatter, visit us at 
http://www.renderx.com/

---

2.1. ábra. Fúróberendezés felépítése, fontosabb részei.
A fúrás és szelvényezés során az adatrögzítés „mélység” függvényében történik. A mélység ilyenkor a fúrási
trajektória mentén mért távolság a felszíni referencia ponttól (measured depth: md). A mért mélység (2.2. ábra)
átszámítható valós (tvd: true vertical depth), tengerszinttől számított mélységre (sstvd). Az esetleges lyukferdeségre
a rétegvastagságok megadásánál is tekintettel kell lenni.
6
Fúrás és fúrási környezet
XML to PDF by RenderX XEP XSL-FO F ormatter, visit us at 
http://www.renderx.com/

---

2.2. ábra. Mélység skálák a fúrási és szelvényezési műveleteknél.
Az utóbbi időben a ferdített fúrások száma – a nagyobb költségek ellenére is – kitermelési és környezetvédelmi
szempontok miatt megnövekedett. Az alacsony permeabilitású tárolók kitermelése gyakran vízszintes fúrások
segítségével történik (rétegrepesztéses technika alkalmazásával).
A legmélyebb fúrások (Kola-félsziget) 12 km-nél is mélyebbek. Az olajiparban a fúrások jellemző mélysége
(szénhidrogén ablaktól függően) 1-3 km, de Magyarországon is vannak 4 km-nél mélyebb kutatófúrások (Makói-
árok)
2.1. Fúrólyuk átmérő
A fúrások átmérőjét a fúrófej átmérője (névleges lyukátmérő: bit size) határozza meg. Az olajipari gyakorlatban
ez általában 6”-10” között változik. A kútkiképzési tervnek megfelelően a felszíntől lefelé haladva – stabilitási
okokból - csökkenő fúrólyuk átmérőket alkalmaznak. A fúrási, szelvényezési és kútképzési műveletek szakaszosan
követik egymást, így érik el a tervezett mélységet. A geofizikai mérések esetében az egyik zavaró tényező maga
a fúrólyuk. Értékét a lyukhatás korrekciók miatt, illetve a benne rejlő információ miatt szelvényként is rögzítik
(caliper). A névleges lyukátmérőtől való eltérésnek többféle oka lehet, de gyakran litológiai okokra vezethető
vissza és a fúrólyukfal instabilitását jelzi.
Permeábilis zónáknál a formációba beszűrődő fúróiszap nagyobb szemcséjű frakciója a lyukfalon iszaplepényt
(mudcake) képez, mely lyukátmérő csökkenést okoz. Más esetben vízre duzzadó agyagok okozhatnak lyukátmérő
csökkenést, bár sokkal gyakoribb, hogy az eredeti rétegvíztől eltérő tulajdonságú fúróiszap hatására az agyagréteg
fellazul és lyukbővület un. kaverna keletkezik. Ugyancsak lyukbővület (wash out) keletkezik a repedezett,
mechanikailag kevésbé állékony, repedezett kőzeteknél, vagy kioldódás miatt pl. evaporit rétegeknél. Deformálható
kőzetréteg a liosztatikus nyomás hatására szintén okozhat átmérő csökkenést, ahogy a furadék felhalmozódása is
nem megfelelő cirkuláció esetén.
7
Fúrás és fúrási környezet
XML to PDF by RenderX XEP XSL-FO F ormatter, visit us at 
http://www.renderx.com/

---